[发明专利]高效磁化焙烧沸腾炉

说明书

技术领域

本发明涉及硫铁矿焙烧制酸装置高效磁化焙烧沸腾炉。

背景技术

沸腾炉是硫铁矿制酸装置焙烧工序的主要设备之一，炉子形状主要有直筒型和鲁齐型（上部扩大式）两种。直筒型沸腾炉多用于有色金属浮选矿的焙烧，焙烧强度低，而上部扩大型的沸腾炉因焙烧强度大多用于硫铁矿的焙烧，我国大部分矿焙烧炉属于此类型。

沸腾炉炉体为钢壳内衬保温砖再衬耐火砖结构。炉体可分为几部分，下部是空气室即风室，采用中心立柱送风。中间隔着一个空气分布装置，上部为炉膛，包括沸腾床层、中部扩大段和上部炉膛。炉床中装有冷却水箱，移走沸腾床的余热。中部为向上扩大的锥形段，上部炉膛的截面积比沸腾床的面积大，以降低气速和减少固体粒子带出。另外在炉体还设有下料口、烧渣溢流口、炉气出口、二次风进口、点火口、安全放空口等接管。

沸腾炉的工艺实现过程如下：焙烧用的空气从炉底通入，经分布装置进入炉内，矿料经加料口进入与沸腾层炉料混合，整个料层在空气鼓动下上下翻腾，高度达～1.5m，控制沸腾层焙烧反应温度850～920℃。过程中产生的大量反应余热用于产蒸汽，沸腾炉出口含尘气体温度约950℃进入后序设备除尘并回收热量， 900℃烧渣经沸腾炉溢流口排出去排渣系统。沸腾炉的优点是硫的烧出率高，能得到较高浓度的SO₂气体，同时又可得到蒸汽及含大量Fe₂O₃红色烧渣等副产品。

沸腾炉操作中常见的故障有以下部分：

1、下料处堆积，这是指沸腾炉进料部位产生不沸腾矿堆积现象，除对原料的粒度、水分等加强管理外，炉子加料口角度不合理及位置设置高度不够也会造成下料点集中、偏离炉床中心、形成死角或抛撒不均等。下料口是在炉身上开一矩形口或采用圆形管，通过伸入炉内的倾斜板或管，与炉墙多呈20～30°的倾角。加料口位置一般设置在沸腾层上部，离沸腾层面约300～500mm。

2、空气分布不均匀。风室多采用进风管进风或中心立柱布风方式，这要求风室容积足够大，若空气在风室内不能完全消除进气动压头使之变成静压均布，会造成沸腾状况不良，严重时甚至在升温时开不起来或会使局部烧结而使风帽烧坏，空气室漏进灰等后果。

3、炉子排红渣或棕红渣。红渣的操作特点是灰渣的主要成分为Fe₂O₃，烧出率高，且不会产生升华硫，但炉气中SO₂浓度不高，SO₃含量却较多，这将使炉气净化系统负荷增大以及酸雾含量增多，对制酸系统来说成本增多。且排渣只能卖给水泥厂，仅卖90元/吨，不能作为钢铁冶炼的原料（800元/吨），因此生产上一般不希望排出红渣或棕红渣。通常沸腾风量大小同焙烧效果有密切关系，当风量大、氧气足，矿渣都烧成Fe₂O₃，呈红色或棕红色。反之风量小时，排渣主要成分是Fe₃O₄，呈黑色或棕黑色。

4、排渣系统故障率高，停车频繁。沸腾炉排出炉渣温度约900℃，从出渣口至冷却设备之间常采用不锈钢管输送，因高温导致管道易堵，使用寿命不长，且排渣不连续致使后序排渣设备焊缝热胀冷缩易开裂，事故率高，并消耗大量的冷却水，污染了环境。

目前，随着矿制酸装置规模越来越大，相应的沸腾炉规格也随之增大，炉膛容积加大使气体的停留时间延长，沸腾炉内排出的渣量也增多。以20万吨/年含硫35%的硫铁矿制酸装置（以下同）为例，沸腾炉每小时排出炉渣约10t，排出炉渣温度900℃，这部分炉渣多采用冷却滚筒外喷水降温到400℃左右送走，炉渣热没有回收，且消耗大量水，造成了能源浪费和环境污染。同时排渣系统操作环节多，涉及排渣、输送、淋水冷却、排污调节，工艺及控制等复杂，劳动条件差。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种高效磁化焙烧沸腾炉，既能高效磁性焙烧矿料以得到高浓度SO₂烟气，又确保最大经济效益的回收余热及含磁铁渣（作为钢铁冶炼企业的原料）。

本发明的技术方案是：本发明包括壳体，壳体内衬保温层、耐火层，其特征在于，炉体包括设置在下部的风室、设置在中部的空气分布装置和设置在上部的炉膛：

所述的风室：包括空气进口管和送风预分布器，所述的送风预分布器分布在风室整个横截面上，呈网格状；

所述空气分布装置：包括气体分布装置和设置在其上的高密度开口风帽，其密度达80-100个/m²；